خلايا بيروفسكايت الشمسية.. الجيل التالي من الألواح الشمسية ذات الكفاءة القياسية

تتميز وحدات الطاقة الشمسية التي تستخدم الخلايا الشمسية الترادفية البيروفسكايت بكفاءة عالية، ولهذا السبب فهي ذات أهمية كبيرة لبعض أكبر شركات الطاقة الشمسية في العالم كمصدر للطاقة المتجددة لتوليد الطاقة. كانت هناك مشاكل تتعلق بعدم استقرار البيروفسكايت، لكن الأبحاث تتقدم بسرعة وتتنافس العديد من الشركات الناشئة لطرحها في السوق. بحسب ما ذكره موقع notebookcheck.

يمكن تحقيق الألواح الشمسية التجارية ذات الكفاءة القياسية في غضون سنوات قليلة باستخدام خلايا البيروفسكايت الشمسية الترادفية. ويعمل الباحثون في شركة سويفت سولار، إحدى شركات وادي السيليكون، على هذه التكنولوجيا منذ أكثر من عقد من الزمن، كما فعلت العديد من الشركات الناشئة الأخرى. لكن بعض العلماء يخشون أن الوقت ينفد:

لدي شعور بأنه إذا لم تكن هناك منتجات البيروفسكايت خلال السنتين أو الثلاث سنوات القادمة، فقد يقلل السوق من ثقته في هذه التكنولوجيا.- بن تشين، أستاذ مساعد باحث مع التركيز على تكنولوجيا البيروفسكايت في جامعة نورث وسترن.

تتضمن العملية طلاء السيليكون بالبيروفسكايت (على سبيل المثال عن طريق ترسيب البخار أو الطباعة أو الطلاء الدوراني) بحيث يتم امتصاص أطوال موجية مختلفة من ضوء الشمس، وقد حققت بالفعل كفاءة تزيد عن 33٪ في المختبر. أحد التحديات هو قابلية البيروفسكايت للتلف كمادة للألواح الشمسية، ولكن تم إحراز تقدم مؤخرًا في تحسين استقراره. وقد أظهرت بعض شركات الطاقة الشمسية ثقتها في التكنولوجيا في الأشهر الأخيرة من خلال استثمار مبالغ كبيرة في خطوط الإنتاج التجريبية.

تكمن الفكرة في صنع شيء أرخص في تصنيعه لكل واط، ومن ثم يمكنك بيعه بسعر أعلى لأنه سيكون ذا كفاءة عالية جدًا.

بالإضافة إلى التقلبات الناجمة عن الحساسية العالية للماء والضوء والحرارة، تلعب قابلية تطوير المشاريع دورًا حاسمًا. استثمرت وزارة الطاقة الأمريكية ملايين الدولارات في مشروعين حديثين لبن تشين وباري راند، أستاذ الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في جامعة برينستون، لاختبار تكوينات السيليكون البيروفسكايت التي يمكن أن تكون أكثر متانة، بالإضافة إلى مشاريع الجامعات والمؤسسات التعليمية. المختبر الوطني الأمريكي للطاقة المتجددة.

يقول توماس ليتنس، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي للتكنولوجيا في شركة Swift، إن الشركة يمكنها الآن تعريض خلاياها لدرجات حرارة تصل إلى 70 درجة مئوية. وتأمل الشركة الناشئة في طرح وحداتها عالية الكفاءة في السوق في غضون أربع سنوات:

وأعتقد أن النتائج واعدة بما يكفي للقيام بهذه الاستثمارات. ولكن لا ينبغي لنا أن ننظر إلى الأمر باعتباره “مهمة أنجزت”. فلا يزال هناك العديد من الإنجازات التي لم تتحقق بعد، وخاصة فيما يتعلق بالاستقرار.

قبل بضعة أشهر، استحوذت شركة First Solar، أكبر شركة مصنعة للطاقة الشمسية في الولايات المتحدة، على شركة البيروفسكايت الأوروبية Evolar. تخطط شركة Oxford PV الناشئة في المملكة المتحدة لإطلاق أول وحدات ترادفية من البيروفسكايت بكفاءة تبلغ 28.6% هذا العام. تخطط شركة Hanwha Q Cells الكورية لاستثمار 100 مليون دولار أمريكي في بناء خط تجريبي ترادفي للبيروفسكايت.

في حين أنه من الصحيح أن السيليكون رائع، إلا أن الترادف أفضل. في كفاحنا لمعالجة تغير المناخ، يتعين علينا أن نسارع، وليس أن نقول فقط: “أوه، هذا جيد بما فيه الكفاية ــ لقد انتهينا”. ومن الممكن الاستمرار في تحسين كل شيء.